Maatalouden tutkimuskeskuksen julkaisuja S A RJ A Heikki Aro Kananmunan moninaiskäytön kehittäminen Kirjallisuuskatsaus Maatalouden 100 6, tutkimuskeskus
Heikki Aro Kananmunan moninaiskäytön kehittäminen Kirjallisuuskatsaus Multi-use of eggs Literature review Maatalouden tutkimuskeskus
ISBN 951-729-513-8 ISSN 1238-9935 Copyright Maatalouden tutkimuskeskus Heikki Aro Julkaisija Maatalouden tutkimuskeskus, 31600 Jokioinen Jakelu ja myynti Maatalouden tutkimuskeskus, tietopalveluyksiklcö, 31600 Jokioinen Puh. (03) 4188 7502, telekopio (03) 418 8339 Painatus Vammalan Kirjapaino Oy 1998 Sisäsivujen painopaperille on myönnetty pohjoismainen joutsenmerkki. Kansimateriaali on 75-prosenttisesti uusiokuitua.
Aro, H.') 1998. Kananmunan moninaiskäytön kehittäminen. Kirjallisuuskatsaus. Maatalouden tutkimuskeskuksen julkaisuja. Sarja A 35. Jokioinen: Maatalouden tutkimuskeskus. 66 p. ISBN 951-729- 513-8, ISSN 1238-9935. 1>Agropolis Oy, 31600 Jokioinen, sähköposti: heikki.aro@mtt.fi Tiivistelmä Avainsanat: funktionaaliset ominaisuudet, kananmuna, kananmunatuotteet, keltuainen, non food, valkuainen Kananmuna on eräs kaikkein edullisimmista ihmisravinnoksi sopivista elintarvikkeista. Se sisältää runsaasti korkealaatuista proteiinia, arvokkaita kivennäis- ja hivenaineita sekä vitamiineja. Tästä syystä kananmunaa käytettiinkin pitkään ravitsemuksellisena standardina, johon verrattiin muiden elintarvikkeiden ravintosisältöä. Munalla on monia elintarvikkeiden valmistuksen kannalta tärkeitä funktionaalisia ominaisuuksia (vaahtoutuvuus, emulgoituvuus, koaguloituvuus jne) ja sitä voidaan säilyttää pitkähköjäkin aikoja sen "oman pakkauksen" ja sisällön antimikrobisten yhdisteiden ansiosta. Kuorikananmunan perinteisen elintarvikekäytön vähentyessä ovat tutkijat eripuolilla maailmaa ryhtyneet etsimään munalle vaihtoehtoisia käyttömuotoja. Tuotteistamisen mahdollisuuksia on monissa tutkimuslaboratorioissa selvitelty jo varsin pitkälle. Toistaiseksi kuitenkin vain muutama uusi sovellus on edennyt teollisen valmistuksen asteelle. Perimmäinen syy tähän lienee hyvin yksinkertainen: kananmunan tuotantoketjun eri osapuolet ovat kukin olleet tyytyväisiä kuorimunasta saamaansa katteeseen. Halua uusien innovaatioiden hyödyntämiseen ovat lisäksi vähentäneet huonot kokemukset aiemmista tuotteistamisyrityksistä: kananmunajalosteet eivät ole saavuttaneet suuren yleisön suosiota. Mahdolliset uudet kananmunatuotteet eivät kuitenkaan enää rajoitu pelkkään elintarvikekäyttöön. Hyödyntäjiä voisivat olla elintarviketeollisuuden ohella ainakin lääketiede ja lääkeaineteollisuus, kosmetiikkateollisuus, ravitsemustiede, erityisravintovalmiste-teollisuus sekä muut bioteknologiaa hyödyntävät teollisuudenhaarat. Mikäli jotain osaa munaraaka-aineesta ei pystytä em. sovelluksissa hyödyntämään, voidaan se mahdollisesti ohjata rehuteollisuuden tarpeisiin. Suomen kansainvälisen kilpailukyvyn säilyttäminen vaatii suomalaisen osaamisen täysimääräistä hyödyntämistä. Keskeinen rooli tämän tavoitteen saavuttamisessa on suomalaisella huipputeknologialla. Kotimainen kananmuna tarjoaa yhden potentiaalisen raaka-ainelähteen uusiin bioteknisiin sovelluksiin. 3
Aro, H.1) 1998. Multi-use of eggs. Literature review. Publications of Agricultural Research Centre of Finland. Serie A 35. Jokioinen: Agricultural Research Centre of Finland. 66 p. ISBN 951-729-513-8, ISSN 1238-9935. 1) Agropolis Ltd, 31600 Jokioinen, Finland, Email: heikki.aro@mttii Abstract Key words: albumen, egg, egg products, functional properties, non-food, yolk The article contains a survey of the literature describing various old and new applications of the hen's egg. Eggs are among the most valuable foods for human consumption. Egg protein is recognized as one of the highest-quality proteins, and the egg is also valued as a source of several vitamins. The egg is therefore used as a nutritional standard by which other foods are judged. In addition, eggs have a combination of interesting functional properties. They contain complex antimicrobial substances and can easily be stored for long periods of time. In recent years, eggs have been processed in large quantities for use as material for new industrial applications. Research- ers ali over the world have endeavoured to develop new egg products, but only a few applications have proceeded to industrial production. Moreover, almost ali test marketing of egg products to consumers has been more or less unsuccessful. However, eggs are no longer regarded only as food. They have various potential non-food applications, e.g. in the medical industry, and in biotechnology, which utilizes the biologically or biochemically active substances in the egg. The egg is recognized as a promising source of new biotechnological applications. Some of the waste materials can be used in animal feeding. 4
Alkusanat "Kananmunan moninaiskäytön kehittäminen" -projektin esiselvitysvaiheen aluksi tehtiin kirjallisuuskatsaus, jonka tavoitteena oli kartoittaa erilaisia sovelluksia, menetelmiä ja lopputuotteita, joissa raaka-ainelähteenä on käytetty kananmunaa tai sen osaa. Nyt kädessäsi oleva selvitys perustuu lähestymistapaan, jossa lähdetään liikkeelle kokonaisesta kuorimunasta ja pyritään siirtymään järjestelmällisesti eteenpäin yhä pienempiin kananmunan osiin. Selvityksen apuna on käytetty kolmea kananmuna-alan perusteosta: Burley & Vadehra: The Avian Egg (1989) Sim & Nakai: Egg Uses and Processing Technologies (1994) ja Stadelman & Cotterill: Egg Science and Technology (1986). Lähtökohtana on pidetty sitä otettamusta, että Suomi ei kansainvälisillä markkinoilla pärjää kananmunien bulkkituottajana. Sen sijaan Suomen maine maana, jossa kotieläinten elinolosuhteet ovat hyvät terveystilanne moitteeton tuotteet laadukkaita ja teknologia korkeatasoista tarjoaa erinomaiset mahdollisuudet "Hi- TechEgg" -tuotteiden kehittämiselle. Selvitys jakautuu kolmeen osaan: lähtökohtatilanteen määrittämiseen sekä kananmunan elintarvike- ja non food -käytön sovelluksiin. Kaikkia osia on pääsääntöisesti käsitelty omana kokonaisuutenaan. Mahdolliset tuotannolliset, jalostukselliset tai kaupalliset yhtymäkohdat on kuitenkin pyritty huomioimaan. Pääosa arvioista ja tehdyistä johtopäätöksistä perustuu niihin keskusteluihin, joita olen voinut käydä eri asiantuntijoiden ja asiantuntijaryhmien kanssa. Erityisen arvokkaita ovat olleet ne kananmunan teknologiaa koskevat asiakirjat ja kommentit, jotka olen saanut Scanegg Suomi Oy:ltä sekä ne antoisat keskustelut, joita olen voinut käydä Maatalouden tutkimuskeskuksen elintarviketeknologian laboratoriossa Jaakko Hiidenhovin ja Veikko Kankareen kanssa. Jokioisilla 6.4.1998 Heikki Aro 5
Sisällys Tiivistelmä 3 Abstract 4 Alkusanat 5 I Lähtökohta 9 1 Taustaksi 9 1.1 Munat maailman, Euroopan ja Suomen markkinoilla 9 1.2 Suomalaisen kananmunantuotannon rakenne 9 1.3 Kananmunat ja kauppa 9 1.3.1 Kuorimunat 9 1.3.2 Munatuotteet 10 1.3.3 EU:n munakaupan erityispiirteet 11 1.4 Suomalaisen kananmunan tuotanto ja tulevaisuus 11 2 Kuorimuna perusmuna 12 2.1 Miten ja millaisia munia tuotetaan? 12 2.1.1 Erilaiset tuotantoympäristöt 12 2.1.2 Erilaistettu ruokinta 13 2.1.3 Tulevaisuuden lainsäädäntötoimet? 13 3 Mitä kananmuna on? Kemiallinen ja fysikaalinen karakterisointi 13 3.1 Vettä, proteiinia ja rasvaa 13 3.2 "Moni kakku päältä kaunis. " 13 4 Missä munaraaka-ainetta voitaisiin hyödyntää? 16 II Kananmuna elintarvike 17 1 Yleistä 2 Kuorimuna 17 2.1 Miksi kuorimunia miksi ei kuorimunia? 17 2.2 Kuorimunan imagon muokkaaminen 18 2.3 Modifioidut kuorimunat 18 2.3.1 Munien rasvahappokoostumuksen muokkaaminen ruokinnan avulla 19 2.3.2 Munien kolesteroli 20 2.3.3 Vitamiinien rikastaminen kananmuniin 20 2.3.4 Keltuaisen väriskaala 22 2.3.5 Kivennäisaineiden rikastaminen ja muut sovellukset 22 3 Kuorimunien korvikkeet (jalosteet) 23 3.1 Mistä on kysymys? 23 3.1.1 Miksi kuorimunia pitäisi korvata? 24 3.1.2 Kuorimunan korvikkeiden riskit ja muut ongelmatekijät 24 3.1.2.1 Munankuoret ongelma vai käyttökelpoinen raaka-aine? 24 3.2 Valkuaisen ja keltuaisen erottaminen 25 3.3 Kananmunamassat 25 6
3.3.1 Massojen käsittely ennen pakkaamista (puhdistus, homogenointi, pastörointi) 25 3.3.1.1 Pitkään säilyvät munatuotteet (Extended Shelf Life, ESL) 27 3.3.2 Modifioidut massat 27 3.3.2.1 Jotain lisää. 27 3.3.2.2...ja jotain pois! 29 3.4 Kuivatut kananmunan korvikkeet 30 3.4.1 Millaisia ominaisuuksia kuivatuista tuotteista haetaan? 30 3.4.2 Millaisia ei-haluttuja muutoksia tapahtuu kuivausprosessissa? 32 3.4.3 Kolesterolin poisto kuivatuista tuotteista 32 3.5 Kuulopuheita ja hajahuomioita trendikkäitä munatuotteita? 32 4 Kananmunan funktionaaliset ominaisuudet 33 4.1 Vaahtoa valkuaisesta 34 4.1.1 Parempaa vaahtoa? 35 4.2 Fluidista geeliksi vai tapahtuiko pelkkä koaguloituminen? 36 4.2.1 Koaguloituminen ja geeliytyminen veteen piirretty viiva 37 4.2.2 Kananmunan geelimuodostukseen osallistuvat proteiinit 38 4.2.3 Kananmunageelejä ja geelimäisiä tuotteita 38 4.3 Emulgoituminen 38 4.3.1. Valkuaisen emulgaattorit 39 4.4 Muita kananmunan funktionaalisia ominaisuuksia 39 4.4.1 Kiteytymisen säätely 39 4.4.2 Flavori 39 4.4.3 Värinmuodostus 40 5 Elintarvikkeisiin tai non food käyttöön lesitiini, lysotsyymi vai joku muu? 40 5.1 Lesitiini 40 5.2 Lysotsyymi 40 5.2.1 Lysotsyymi säilöntäaine 40 5.2.1.1 Lysotsyymin teho erilaisiin bakteerikantoihin 41 5.2.1.2 Erilaisia lysotsyymillä "säilöttyjä" elintarvikkeita 41 5.2.1.3 Lysotsyymi ja juustot 41 5.2.1.4 Lysotsyymi lihatuotteissa 41 6 Mitä muuta munasta? 41 III Kananmuna non food -raaka-aine 43 1 Yleistä 2 Non food käytön historiaa ja perinteisiä sovelluksia 43 2.1 Kananmuna ja taide 43 2.2 Nahat ja turkikset 44 2.3 Kosmetiikka 44 2.4 Muita sovelluksia 44 3 Millainen on "non food -kana"? 44 3.1 Moninaiskäyttökana. 45 3.2...vai manipulaatiokana? 45 4 Kananmunan teknologinen fraktiointi ja fraktioiden hyödyntäminen 45 4.1 Valkuaisen fraktiointi non food -käyttöön soveltuviksi komponenteiksi 46 4.1.1 Lysotsyymin erotus 46 4.1.2 Avidiini, avidiini-biotiini 49 7
4.1.2.1 Avidiinin erotus munanvalkuaisesta 50 4.1.2.2 Avidiinin jatkopuhdistus bioteknologisiin sovelluksiin 50 4.1.2.3 Avidiini streptavidiini 50 4.1.3 Avidiini-biotiini -teknologian käyttösovelluksia 50 4.1.4 Ovalbumiini 50 4.1.4.1 Ovalbumiinin erotus 51 4.1.5 Konalbumiini (ovotransferriini) potentiaalia on, sovelluksia ei 51 4.1.5.1 Konalbumiinin erotus valkuaisesta 52 4.1.5.2 Olisiko konalbumiinille käyttöä? 52 4.1.6 Ovomukoidi inhibiittori 52 4.1.7 Ovomusiini erinomaisen epämukava erotettava 52 4.1.7.1 Ovomusiinin fraktiointi ja fraktioiden käyttö 52 4.1.8 Muut valkuaisen proteiinit 53 4.1.9 Valkuaiskierre (chalazae) 53 4.2 Keltuaisen non food -käyttö fosfolipidit vai joku muu fraktio? 53 4.2.1 Fosfolipidien erotusmenetelmiä 54 4.2.2 Yksittäisten fosfolipidien jatkopuhdistus 54 4.2.3 Plasman proteiinit fosfitiinin erotus 54 4.3 Keltuaistuotteiden käyttö yhteenveto 54 5 Munijakanat kävelevää bioteknologiaa? 55 5.1 IgY:n erotus- ja puhdistusmenetelmät 56 5.1.1 Millaisiin elintarvikkeisiin IgY:tä voitaisiin lisätä? 56 5.1.2 IgY ruuansulatuskanavassa 57 5.2 Geneettisesti modifloidut kanat herääkö epäilys? 57 6 Sekalaiset sovellukset 57 7 Yhteenveto 58 8
1 Lähtö k hta 1 Taustaksi 1.1 Munat maailman, Euroopan ja Suomen markkinoilla Kun Aasian viidakoiden :alkuasukas: n. 3500 vuotta sitten alkoi järje:stelm:ällisesti kerätä viida.kkolintujen munia omaksi ravinnokseen,. hän tuskin arvasi kuinka tärkeän tulevaisuuden elintarviketeollisuuden h:aaran ensimmäisiä edustajia hän oli. Kananmunaa käytetään elintarvikkeeksi kaikkialla maailmassa. Munantuotannon kokonaismääräksi vuonna 1994 on arvioitu 39,4 miljardia kiloa. Suurin mun antuottajamaa on tällä hetkellä Kiina, jonka tuotantomäärä (vajaat 10 miljardia kiloa) vastaa noin 25 % koko maailman tuotannosta (Feed costs, exchange rates and the world :egg m:arket an interim report 1996). Entisen Neuvostoliiton alueella tuotetaan noin 4,7 miljardia kiloa, USA:ssa noin 4,3 ja japanissa noin 2,5 miljardia kiloa kananmunia vuodessa (Mulder et al. 1994, Munamotekäsikirja 1996). Euroopan unionin alueella vastaava luku on noin 5 miljardia kilo:a, josta Suomen osuus on noin 1,5 % eli 75 miljoonaa kiloa (kuva 1). Suomess:a kulutus: tas:aantui 1980-luvulla 10,-11 kg munia henkilöä kohti vuodessa (kuva 2). Vuosien 1982-1992 aikana kulutus väheni noin 5 % (Ravitsemuskertomus 1996). Kun EU:n kananmunaom.avaraisuudeksi arvioidaan 103 '%, voidaan laskea Suomen koko tuotannon olevan noin puolet EU:n ylituotannon määrästä! 1.2 Suomalaisen kananmunantuotannon rakenne, Vuonna 1995 Suomessa laskettiin olevan noin 4,2 miljoonaa munijakanaa, jotka. tuottivat vuoden aikana noin 1,1 miljardia munaa (75 milj. kg) (Tietovakka. 1996),.Muna.ntuotanto. on keskittynyt entisiin Turun ja :Porin sekä :Vaasan lääneihin,: joiden alueella on lähes 80 % Suomen kanoista. Munantuotantoa tuotantos:uuntana harjoittavia tiloja oli Suomessa vuonna 1990 runsaat 2000 ja näiden tilojen.kesld.määräinen kanaluk:u oli noin 1300. Ko.konaiskanamäärästä noin 30 '% oli alle tuhannen kanan ja vastaavasti noin 8 % yli 10000 kanan yksiköissä.. Kan:aloiden keskimääräinen kanaluku on noin 300-400 kanaa (Tal.- pila. & Isosaari 1996). 1.3 Kananmunat ja kauppa 1.3.1 Kuorimunat Kananmunien merkittävin (ja usein ainoa) markkinointim.uoto ovat kuorimun:at, joita myydään eri puolilla maailmaa joko kappateittain tai kiloittain. Munijaka.noista 1 190 000 munii ruskeita ja 1 210 000 valkeita munia (Sluis: 1995) ja näyttää siltä, että ruskeiden munien osuus on edelleen hitaassa kasvussa. Syynä tähän pidetään ruskeiden rotujen antaman taloudellis:e:n katteen nopeaa paranemista, johon on ensisijaisesti ollut vaikuttamassa meneswksekäs.kana.njalostustoiminta. Lisäksi ktiluttajat uskovat ruskeiden munien olevan maultaan parempia, ruskeiden kanojen luonnos- 9
a, 43. Kananmunien tuotanto Eti-nrialissa,,, Suomessa Ja Ruotsissa 1993 1000 900 - BOO J- 700 800-500 å 400-300 - 200-100 - 0. 8 8 8: Kuva 1. Kananmunien tuotantomääriä en EU-maissa 199.3. Kananmunien kulutus Ell:ssa 1 993 10 16 11 4, 12 10 r7r. 6 4 2 0 I 1 1 1 12.,._,.. Kuva 2. Kananmunien kullutu:s eri 1E1.11-maissa,. ta,an hyvinvoivia ja "luonteeltaan iloisempia" (Sluis 1995). Suomessa munista 85 % on valkoisia. Valkoisten munien etuna pidetään muun muassa kuluttajaa miellyitävää tasaisen valkeaa kuoren väriä ja hivenen mataiampia tuotantokustannuksia. 1.3.2 Muna:tuoneet Kananmunaa raaka-aineena käyttävä teollisuus voidaan jakaa kananmunajalosteita valmistavaan elintarviketeollisuuteen sekä non food -käyttöön tarkoltetmihin,sovelluksiin (lääkkeet, kosmetiikka, luontais- tuotteet jne.). Näiden tuotantohaarojen osuus koko munankulutuksesta on ollut kuitenkin varsin pieni, vain noin 15-20 % koko munantuotannosta. Tåotteista 95 %.:n on arvioitu olevan perinteisiä elintarviketuotteita ja vain 5 %:n menevän elintarviketeollisuuden ulkopuolisiin sovelluksiin (Mulder 1994)., Paineita jalostusasteen nostamiseen luovat ensisijaisesti kuluttajien odotukset entistä helppokäyttöis:emmistä turvallis,emmista ja laadukkaammista elintarvikkeista. Todennäköisesti juuri tästä syystä kuorimu- Men kulutuksen kasvu on varsinkin länsimaissa pysähtynyt tai merkittävästi hidas- 1
Kananrtruhien omartraraisuusaste EUssa, Suomessa ja Ruotsissa. 353'%(!) leep mn 1:11:1 op e r 1EpENia N INBILI I Kuva 3. Kananmuna.atuotannon omavaraisuusasteita Euroopan eri maissa. tunut j:a ka.nanmu.natuotteiden osuus on vastaavasti kasvanut. 'Non.food. -sovelluksista pisimmälle kehittyneitä ovat farmaseuttiseen ja biotekniseen käyttöön tarkoitettujen kananmunan osien fraktioinui-, puhdistus- ja konsentrointimenetelmät (Fairhurst 1994). Edellä mainitun kahden "peruskäyttömuodon" väliin jäävälle alueelle voidaan. sijoittaa sovellukset, jotka liittyvät kananmunan käyttöön.nk..fånktionaalisena elintarvikkeena tai eräänlaisena "tuotantotehtaana" esimerkiksi lääkeaineteollisuuden tarpeisiin (Verrinder Gibbins & Brazolot 1994). 1.3.3 IEU:n munakaupan erityispiirteet Maataloustuotteiden yhteiset markkinat EU:..n sisällä säätelevät myös,eurooppalaista munantuotantoa: hinta mu.namarkkinoilla määräytyy vapaan kilpailun mekanismi. lla eli kysynnän ja tarjonnan lain vaikutuksesta..eum maatalouspolitiikkaan olennaisesti kuuluvat tuet eivät.mu.nakauppaan juurikaan vaikuta, sillä sian- ja siipikarjanlihan sekä kananmunien tuotannossa EU:11a ei ole omia tuki järjestelmiä. Tuki perustuu pelkästään rehu.na käytettävän viljan rajasuojaan. Viljan rajasuojan alentuessa alenee myös viljalla tuotettujen tuot- teiden eli esimerkiksi kananmunien rajasuo 1.4 Suomalainen kananmunan tuotanto ja tulevaisuus Kananmunien omavaraisuusaste on Suomessa pysytellyt 120-130 '% paikkeilla (kuva 3). Kun Suomen EU-jäsenyyden myötä tuotantoa rajoittaneet kansalliset sopimukset poistuivat, investoitiin tuotannon laajentamiseksi varsin voimakkaasti. Vaikeutuneessa ylituotantotila.nteessa tuottajahinnat ovat pudonneet lähestulkoon kannattav'uusraj alle. Vastaavasti viennin huono kannattavuus on lisännyt kilpailua kotimaan markkinoista ja laskenut edelleen kananmunien hintaa (Talpila & Isosaari 1996). EU-jäsenyysneuvotteluissa että Suomi saa maksaa "vakavien vaikeuksien tukea" eteläisen Suomen maataloudelle ns. artilda 141). Perusteluina tuen hyväksymiselle Suomen tuli ensin toteennäyttää cm. "vakavat vaikeudet" sekä mitoittaa tuki niin, ettei sen voida katsoa antavan ylimääräistä kilpailuetua sen saajille (Talvela 1996) einäkuussa 1996 Suomi sai EU:n komissiolta luvan tukea kansallisin varoin eteläisen Suomen maataloutta em. artilda 11
141:n perusteella. Kotieläintalouden osalta tuki olisi kolmevuotinen ja investointipainotteinen eli kilo- ja litramääriin perustuvaa tukea ei kotieläintuotteille merkktävästi m,aksettaisi. Näin ollen myöskin tämä tukimuoto "suosisi" munien jalostusasteen nostoa, eikä Idlomääräisen kuorimun,antuotannon kasvattamista. 2 Kuorimu na perusmu ne 2.1 Miten ja mil laisia munia tuotetaan? Pääosa maatiloilla tuotetuista kan;anmunista toimitetaan p.akkaamoihin. Palckaamoiden kautta kulkee Suomessa vuosittain noin 60 miljoonaa kiloa munia, suoram,arkkinoinnin osuudeksi arvioidaan noin 10-12 miljoonaa kiloa (Elintarviketieto 1995).. Pakkaamot luokittelevat munat ennen pakkausta ja toimittavat ne edelleen vähittäismyyjille. Munia ei maatiloilla juurikaan jalo,steta eteenpäin (vrt, maito, vilja). Eri tuotantomuodoista (kts. 2.1.1) tulev,at munat pidetään yleensä pakkaamoissa erillään.. Tuottaja tekee ehkä merkittävimmän "linj,avalinnart" valitessaan ka.nalaan,s,a joko ruskeita (esimerkiksi Is:abrown) tai valkeita (White Leghorn) munia tuottavia kanoja. Suomessa suurin osa munista on valkeita. Eri väriste.n munien.fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet eivät merkittävästi eroa toisistaan. EU-alueella, erityisesti Hollannissa, pakkaamoita on perustettu suurten kanaloiden yhteyteen. Tällöin tuottaja saa pakka;amon am.nlisän ja hyötyy lisäksi kuljetuskustannuksis,sa. 2.111 Erilaisetluotantoympäristöt,Kuorimunien erilaistaminen perustuu käytännössä tuotantoympäristön.eritaistamiseen. Suurin osa munista (Suomessa n. 90 '%) tuotetaan tällä hetkellä häkki- kanaloissa (Tengvall 1996), joissa hälden vähimmäis,koko määritellään lainsäädännöllä (Suomessa 480,cm2lkana). Myös niin kutsuttuja,suurhäkkejä on kokeiltu. Häkkikanaloissa tuotantoyksiköt on yleensä pitkälle,automatis,oitu:.optimoitu lämpötila, ilmankosteus ilm,anvaihto sekä.optimoitu rehunkulutus ovat perustana suhteellisen korkealle vuotuiselle munantuotannolle (270-280 munaa/kana/vuosi). 111,äkkikan.aloissa munat pysyvät puhtaina, tautiriski vähenee ja hojtotyö helpottuu. Häkkikanaloita on voimakkaasti arvosteltu eläinsuojelullisista syistä. Myös tieteellisin keinoin on selvitetty häkkihoidon mahdollisia negatiivisia vaikutuksia: häkkikanojen stressiä on tutkittu mittaamalla keltuaisen katekolamiinien (eli,adrenaliini, noradrenaliini ja dopamiini) määrää. Erilaisten stres,sitekijöiden liian suuri eläintiheys) on havaittu nostavan varsinkin adrenaliinin määrää kanojen veressä (Moudgal 1990). Kun puhutaan vaihtoehtoisista tuotantomuodoista viitataan useimmiten lattiakanaloihin. Lattiakanalassa kanat liikkuvat vapaasti (lattia)tasossa, joka on ainakin osittain katettu esimerkiksi,sahanpurulla tai kutterinlastuilia. Kanat munivat pesän ja kanoille voidaan järjestää mahdollisuus: päästä ulkoilmaan. Avokanala on tavanomaisesta Iattiakanalasta kehitetty; hoitotyön kannalta helpompi ratkaisu, jossa lattiapinta.-alasta 2/3, on ritilää ja 1/3 pehkua ja jonka sisustus: on suunniteltu tietyn kaavan mukaisesti (Mäkelä 1995). Luomukan:aloissa kanat liikkuvat vapaasti, syövät Iuomurehua munivat pes.iin ja yöpyvät orsilla. Lisäksi ulkotarhan tilavuudelle on omat määräyksensä. Näiden hoitomuotojen lisäksi voidaan puhua vielä ainakin IP- (=, integroitu tuotanto, integrated production) ja ekologisesta munantuotannosta joille määritellään omat vaatimuksensa hoidon, rehun, ulkotarhan jne. suhteen. EU.:n alueella vaihtoehtotuotanto on yleisintä Iso- 1 ritanniassa jossa sen osuudeksi on arvioitu 18 % koko tuotannosta. 12
Espanjassa vastaava luku on 16 %, Hollannissa 15 % ja Tanskassa 12 %. EU:n keskiarvoksi on laskettu 8,6 % (Heikkilä 1994). 2.1.2 Erilaistettu ruokinta Modifioiduilla munilla tarkoitetaan yleensä normaaleja kuorimunia, joissa keltuaisen tai valkuaisen kemialliseen koostumukseen on vaikutettu muokkaamalla kanojen ravinnon sisältöä. Näin voidaan muokata esimerkiksi rasvahappokoostumusta, vitamiini- ja/tai kivennäisainemäärää sekä jossain määrin kolesterolin määrää. 2.1.3 Tulevaisuuden lainsäädäntötoimet? Häkkikanala on tuotantokustannuksiltaan edullisin, mutta sitä pidetään kanojen luonnollisen käyttäytymisen kannalta ongelmallisena. Tästä syystä Sveitsissä, Ruotsissa ja Suomessa on ryhdytty lainsäädäntötoimiin häkkikanaloiden kieltämiseksi. Sveitsi kielsi häkkikanalat vuonna 1992 ja Ruotsin eläinsuojelulain mukaan häkkikanalat kielletään vuoden 1999 alusta. Suomessa eduskunta päätti varsin värikkäiden vaiheiden jälkeen kieltää häkkikanalat vuodesta 2005 alkaen, ellei muualla EU:ssa tai Pohjoismaissa tapahtuva kehitys puolla pitempää siirtymäaikaa (Kaarilahti 1996, Tengvall 1996). 3 Mitä kananmuna on? Kemiallinen ja fysikaalinen karakterisointi Kananmuna on eräs kaikkein edullisimmista ihmisravinnoksi sopivista elintarvikkeista. Se sisältää runsaasti korkealaatuista proteiinia, arvokkaita kivennäis- ja hivenainei- ta sekä vitamiineja. Tästä syystä kananmunaa käytettiinkin pitkään ravitsemuksellisena standardina, johon muiden elintarvikkeiden ravintosisältöä verrattiin. Munalla on monia elintarvikkeiden valmistuksen kannalta tärkeitä funktionaalisia ominaisuuksia (vaahtoutuvuus, emulgoituvuus, koaguloituvuus, jne.) ja sitä voidaan säilyttää pitkähköjäkin aikoja sen "oman pakkauksen" ja sisällön antimikrobisten yhdisteiden ansiosta (Burley & Vadehra 1989). 3.1 Vettä, proteiinia ja rasvaa Kananmuna koostuu kuoresta (10 %), valkuaisesta (60 To) ja keltuaisesta (30 %) eli munan koko painosta noin 90 % soveltuu elintarvikeraaka-aineeksi. Jakauma vaihtelee jonkin verran rodun, kanan iän, munan iän, varastoinnin ja ruokinnan vaikutuksesta. Taulukossa 1 on esitetty kananmunan kemiallinen koostumus ja kuvassa 4 on halkileikkaus tuoreen munan rakenteesta. Kananmunan rakenteeseen ja koostumukseen liittyviä seikkoja käsitellään tarkemmin kananmunan fraktiointimenetelmiä luvussa. 3.2 "Moni kakku päältä kaunis..." Kuorimunien laatua on pyritty arvioimaan monin erin tavoin. Yksiselitteisen määritelmän löytäminen hyvälaatuiselle kananmunalle on kuitenkin lähes mahdotonta: kuluttajat arvostavat kananmunissa erilaisia ominaisuuksia ja toisaalta munia käytetään erilaisiin, toisistaan poikkeaviin käyttötarkoituksiin. Kaupallisesti "hyvälaatuisina" voidaan pitää sellaisia kananmunia, jotka täyttävät seuraavat kriteerit (Stadelman 1986, Webb 1987, Munatuotekäsikirja 1996): Munien koko, muoto ja kuoren väri ovat suhteellisen samanlaisia. Munat eivät ole heikkokuorisia ja/tai sä- 13
Taulukko 1. Kananmunan kemiallinen koostumus. Kananmunan koostumus Koko muna Valkuainen (sisältö/100 g) Keltuainen Kuiva-aine (g)* 25,3 10,7 50,8 proteiini 12,0 9,5 16,4 rasva 12,3 0,0 34,1 tyydyttynyttä 4,5 11,7 monotyydyttym. 5,4 14,5 polytyydyttym. 1,7 4,5 kolesteroli 0,49 1,37 hiilihydraatti 0,9 0,8 0,6 kivennäisaineet 1,00 0,7 1,7 Rasvahapot (g)* Koko muna Valkuainen Keltuainen 8 : 0 kapryyli 0,6 0,15 10 : 0 kapriini 0,2 0,42 12 : 0 lauriini 0,6 0,13 14 : 0 myristiini 0,4 0,15 14: 1 myristoeliini 0,1 0,3 16 : 0 palmitiini 3,0 8,0 16 : 1 palmitoliini 0,47 1,3 18 : 0 steariini 0,97 2,5 18 : 1 öljyhappo 4,9 13,2 18 : 2 linoli 1,6 4,1 18 : 3 linoleeni 0,3 0,7 20 : 0 arakidiini 0,4 0,12 20 : 4 arakidoni 0,8 0,63 0,29 22 : 0 beheeni 0,11 0,31 Kivennäisaineet** Koko muna Valkuainen Keltuainen Natrium (mg) 138 152 49 Kalium (mg) 130 137 90 Kalsium (mg) 40 5 100 Magnesium (mg) 13 9 14 Fosfori (mg) 210 1 540 Rauta (mg) 2,0 0,02 5,5 Kupari (mg) 0,07 0,16 Sinkki /mg) 1,4 0,02 3,8 Jodi (ug) 21 1,9 57 Mangaani (mg) 0,05 0,097 Kromi (ug) 0,69 2 Seleeni (ug) 23,5 30 Nikkeli (ug) 11,1 0,6 4 Aminohapot (g) * Koko muna Valkuainen Keltuainen alaniini 0,64 0,58 0,79 arginiini 0,77 0,56 1,14 asparagiinihappo 1,2 1,09 1,3 kystiini 0,27 0,3 0,26 glutamiinihappo 1,49 1,32 1,82 glysiini 0,39 0,33 0,48 histidiini 0,28 0,21 0,4 isoleusiini 0,6 0,51 0,81 leusiini 1,00 0,83 1,38 lysiini 0,85 0,66 1,2 metioniini 0,39 0,39 0,38 fenylalaniini 0,57 0,55 0,62 proliini 0,55 0,45 0,64 seriini 0,92 0,64 1,3 threoniini 0,6 0,42 0,81 14
Taulukko 1. (jatkoa) Vitamiinit A.itUt (m.8) (m.8). B12 lug) biotiini(ug) koliini (mg) foollhappo (tig). inositoli (nig). pantoteenih... limg) pyridoksiini (mg) B2, riboidaviini (mg) Bl, tiamiini (mg) Koko muna Ml 36* 1,8 0,05 2,00 25 820 21 15* 0,05. 1,6 0,14* 0,45 0,07 Valkuainen Kahilainen 0 620 0 0 5,4 0 0,147 0 3,34 0 60,00 1110* 7,00* 51,00 0,00* 0,34* 0,08 0,03 0,2 4,4 0,35* 0,45 0,4 tr* 0,22 Energiasisaitä ** Koko muna Valkuainen Keltuainen Energiaa (kil 650 192,0 1534 *Cotteril et ei. 09177)..1LevniedSmIddle0:51yrelisein (119891 ) ULOMPI 'VETINEN 'VALKUAINEN ULONIPI SAKEA 'VALKUAINEN :SISENIPI VETINEN VALKUAINEN KUORI SISENIPI SAKEA VALKUAINEN VALKUAISKIERRE KUOREN KALVOT Kuva 4. Halikrleikkaus tuoreesta kananmonasta. röisiä, eivät sisällä veripilkkuja, eikä niiden valkuainen ole vetistynyt. 3. Munat eivät sisällä vieraita aineita (saasteet, ympäristömyrkyt yms.), eivätkä bakteereja. Lisäksi keltuaisen tulee olla keskittynyt valkuaisen keskelle ja keltuaisen värin on täytettävä :arvioijan asettamat kriteerit. Käytännössä kuorimunien laatua arvioidaan kahdella tavalla. Läpivalaisulla voidaan havaita esimerkiksi kuoren laadun poikkeamat, mahdolliset sulkeumat sekä keltuaisen siirtymät. Läpivalaisutekniikka on nopea eikä vahingoita munaa, mutta vaihtelut eri laitteiden välillä saattavat olla suuria (Burley & Vahedra 1989). Toinen tapa on kerätä arvioitavasta munaerästä edustava näyte, rikkoa munat ja analysoida niiden sisältö. Valkuaisen laadun arviointiin käytettävistä menetelmistä käytetyin lienee niin sanottu Haugh - luku (Haugh 1937). 15
4 Missä monaraakaainetta voitaisiin hyödyntää? Kananmunan perinteisen elintariikekäytön vähentyessä ovat tutkijat eri puolilla maailmaa ryhtyneet etsimään munalle vaihtoehtoisia käyttömuotoja. Tuotteistaminen on todennäköisesti monissa tutkimuslaboratorioissa edennyt jo varsin pitkälle, mutta tuotteiden markkinoille tulo etenee kuitenkin edelleen varsin hitaasti. Uudet tuotteet eivät enää rajoitu pelkkään elintarvikekäyttöön. Kananmunien hyödyntäjiä voisivat olla elintarviketeollisuuden ohella ainakin lääketiede ja ravitsemustiede, erityisravintovalmisteteollisuus, lääkeaineteollisuus sekä muut bloteknologiaa hyödyntävät teollisuudenhaarat. Mikäli jotain osaa munaraaka-aineesta ei pystytä mainituissa ;soveliuksissa hyödyntämään, voidaan se mahdollisesti ohjata rehuteollisuuden tarpeisiin. Suomen kansainvälisen kilpailukyvyn säilyttäminen vaatii suomalaisen osaamisen täysimääräistä hyödyntämistä. Keskeinen rooli tämän tavoitteen saavuttamisessa on suomalaisella huipputekeoiogialla. Kotimainen kananmuna tarjoaa yhden potentiaalisen raaka-ainelähteen lukuisiin teknologisiin sovelluksiin. 16
II Kananmuna elintarvike 1 Yleistä Suurin osa munista markkinoidaan Suomessa yleensä IA- ja IB-luokan kuorimunina. Kuorimunista ylijäävä osuus sekä tarkastuksen läpäissyt osa heikkolaatuisista munista (esim. särömunat) jalostetaan säilyvyyden parantamiseksi eteenpäin. Keskeisiä menetelmiä ovat kuivaus ja pakastus. Jalosteita voidaan tehdä joko kokomunamassasta tai valkuaisesta ja keltuaisesta erikseen. Selvityksen tässä osassa tarkastellaan kananmunien elintarvikekäyttöön liittyviä sovelluksia. Tarkastelu alkaa kuorimunista ja pyrkii etenemään järjestelmällisesti yhä pienempiin munan osiin. Kuluttajat käyttävät nykyisin vain noin 10 % tuloistaan elintarvikkeiden ostoon. Samalla elintarvikesektorin sisällä käydään ankaraa kilpailua eri tuotteiden välillä. Eräs tyypillinen esimerkki tästä kilpailusta on aamiaiskäyttöön tarkoitettujen viljapohjaisten murotuotteiden myynnin kasvu perinteisten kananmunien kustannuksella (Richardsson 1993). Lopullisista ostopäätöksistä jopa 80 % tapahtuu tuotteen myyntipaikalla. Houkuttelevan pakkauksen (tuotteen herkullisuus, tarjoiluehdotus jne.) ohella ostopäätökseen vaikuttaa ratkaisevasti tuotteen synnyttämä mielikuva (Dancing Eggs 1995). Positiivisen mielikuvan syntyyn vaikuttaviksi tekijöiksi nimetään ainakin kilpailevia tuotteita parempi tuoteseloste selkeästi myyntihetkellä ilmenevä tuotteen korkealaatuisuus tuotteen silmiinpistävän epätavallinen ulkonäkö tuotteen herkullisuudesta kertova myyntipöytä helppotajuinen hinnoittelu itse myyntitapahtumaan liittyvä myyntituki vähittäismyyjän motivoituneisuus. Kananmuna elintarvikkeena ei ehkä kaikin osin kykene täyttämään yllä olevia kriteerejä. 2 Kuorimuna 2.1 Miksi kuorimunia miksi ei kuorimunia? Suomalaisten kuluttajien mielestä hyvien kananmunien tärkeimpiä ominaisuuksia ovat tuoreus, hyvä maku, sopiva koko ja kotimaisuus (Elintarviketieto 1995). Suomalaisista miehistä noin joka kolmannen ja naisista noin joka viidennen arvioidaan syövän vähintään kolme kananmunaa viikossa (Ravitsemuskertomus 1996). Erilaiset kuluttajatutkimukset maailmalta saattavat antaa viitteitä myös suomalaisten kuluttajien käyttäytymiselle: englantilaiset kotiäidit pitivät häkkikanaloissa tuotettuja munia "tavallisina kananmunina". Ostopäätökset tehtiin muiden seikkojen kuin tuotantomuodon perusteella. Kananmunaa pidettiin ravitsemuksellisesti arvokkaana, monipuolisena, nopeana ja "helppona" elintarvikkeena. Useimmat tutkimukseen osallistuneista joko keittivät tai paistoivat munat tai käyttivät niitä esimerkiksi omelettien valmistukseen. Suurin osa kävi päivisin töissä kodin ulkopuolella, jolloin aikaa ei enää riittänyt esimerkiksi leivontaan. Tärkeänä pidettiin sitä, että lapset opetettiin syömään kananmunia jo hyvin varhain. Mielenkiintoinen havainto oli myöskin se, että munia ei juurikaan miel- 17
letty eläinperäisiksi elintarvikkeiksi (Wellstead 1995). Cornellin yliopistossa tutkittiin 1960- luvulla syitä kananmunankulutuksen nopeaan laskuun. Kuluttajat totesivat vähentäneensä kananmunien käyttöä seuraavista syistä: Ajanpuute. Kananmunia pidettiin aamiaiseen kuuluvana elintarvikkeena ja perheissä, joissa kummatkin aviopuolisot kävivät töissä, ei yksinkertaisesti ollut aikaa valmistaa munia. Lapset ja teini-ikäiset eivät välittäneet kananmunista. Säännöllisten kahvituntien takia tukevaa aamiaista ei enää pidetty välttämättömänä. Munaruokia pidettiin "sotkuisina": munankeltuainen tarttui haarukoihin, veitsiin, paistinpannuihin jne. aiheuttaen näin ylimääräistä työtä. Munan sisältämää kolesterolia pidettiin jossain määrin ongelmallisena, mutta käytön hankaluuteen liittyvät pulmat näyttivät kuitenkin olevan pääasiallinen syy kulutuksen laskuun (Baker 1994). Vastaavissa tutkimuksissa ongelmaksi on lisäksi koettu rasvan korkea määrä sekä erityisesti tyydyttyneen rasvan suuri osuus kananmunassa (Zeidler et al.1995). Vegetarismin lisääntyminen on myöskin saattanut vähentää kuorikananmunien kulutusta (Hunton 1995). Erilaiset allergiat liitetään usein kananmunan käytön ongelmiin. Usein allergiset reaktiot aiheutuvat monien eri ruoka-aineiden (esim. sitrushedelmät, vehnä, kala jne.) yhteisvaikutuksesta. Perinteisesti munan allergeenit on yhdistetty valkuaisen proteiineihin, joskin myös keltuaisesta on eristetty potentiaalisia allergian aiheuttajia (Burley 1989). Kananmuna-allergian arvioidaan olevan imeväisikäisillä varsin yleistä, mutta se näyttäisi häviävän iän karttuessa (Hannuksela 1987). Kuorimunien salmonellaa ei Suomessa pidetä kovin suurena ongelmana. Suomessa ylläpidetään omaa salmonellan valvontaohjelmaa, jolla pyritään estämään saastumi- nen kaikissa tuotantoketjun vaiheissa. Ketjun kriittisiä pisteitä seurataan säännöllisesti ja mikäli kontaminaatio havaitaan, käynnistetään vastatoimenpiteet välittömästi (Hirn et al. 1995). 2.2 Kuorimunien imagon muokkaaminen Saksalainen Ovotherm-yhtiö on ideoinut ja tuonut kaupallisille markkinoille uusia kuorimunan markkinointitapoja: "Dancing eggs" -munia markkinoidaan läpinäkyvissä pakkauksissa, joissa munien määrää vaihtelee. Pakkauksissa käytetään erilaisia mainostekstejä, kuten esimerkiksi "Tuoreita, Hyviä, Kokonaisia". Lisäksi pakkauksesta selviää munien vitamiini-, kivennäisaine- ja hivenainesisältö. Tarjolla on lisäksi gourmet-pakkauksia, joissa on kaksi valkoista, kaksi ruskeaa ja "silmäniloksi" kaksi sinistä tai vihreää munaa. Jouluaikaan voidaan läpinäkyvään pakkaukseen sijoittaa kaksi munanmuotoista kynttilää. Pieniä munia markkinoidaan positiivisilla ominaisuuksilla ja mielikuvilla: vahva kuori, kiinteä keltuainen, vähäisempi kolesterolin määrä ja hyvä maku yhdistetään mielikuvaan nuoruudesta, reippaudesta, keveydestä ja energisyydestä (Dancing Eggs 1995). 2.3 Modifioidut kuorimunat Tärkeimpänä tekijänä, joka vaikuttaa kananmunan koostumukseen pidetään kanan ikää. Muutokset perustuvat pitkälti valkuaisen ja keltuaisen keskinäisen suhteen muuttumiseen kanan ikääntyessä (nuoren kanan muna sisältää suhteessa vähemmän keltuaista). Myöskin perintö- ja ympäristötekijöillä on havaittu olevan vaikutusta munan sisältöön. Useimmissa tapauksissa kanojen ravinnon koostumuksen muuttaminen ei vaikuta merkittävästi munien kemialliseen koostumukseen. Tästä säännöstä on kuitenkin 18
Taulukko 2. Keltuaisen rasvahappokoostumuksen muokkaaminen ruokinnalla. Keltuaisen rasvahappokoostumus (% rasvassa) 5 % pellavaöljy Kiiskinen * Jiang & Sim** Ferrier*** perusrehu 15% pellavansiemen perusrehu 20 To pellavansiemen perusrehu Rasvahappo 18:2(o6 linoli 13,9 12,1 12,1 11,6 11,7 9,5 18:3(1)3 linoleeni 7,5 0,4 5,8 0,9 8,2 0,3 20:40)6 arakidoni 0,8 1,4 1,3 2,0 0,5 0,9 20:5(03 EPA 0,3 0,0 0,3 0,0 0,1 0,0 22:6(1)3 DHA 1,6 1,0 2,7 1,5 0,7 0,2 (03 yhteensä 9,5 1,5 9,1 2,6 9,1 0,5 0)6 yhteensä 14,9 14,2 13,4 13,6 12,9 11,6 *Kiiskinen et al. (1996) **Jiang,8, Sim (1994) ***Ferrier et al. (1994) 0)6/0)3 1,6 9,5 1,5 5,3 1,4 24,6 olemassa muutamia poikkeuksia, joista ehkä mielenkiintoisimmat liittyvät munien rasvahappokoostumuksen ja kolesterolin määrän muokkaamiseen. 2.3.1 Munien rasvahappokoostumuksen muokkaaminen ruokinnan avulla Kuluttajien alati kasvava tietoisuus ravinnon vaikutuksesta ihmisen terveyteen luo pohjan tarpeelle jalostaa entistä terveellisimpiä elintarvikkeita. Nykyravintosuositusten mukaan kokonaisrasvan, tyydyttyneen rasvan ja kolesterolin määrää tulisi vähentää ja samalla lisätä mono- ja polytyydyttymättömän rasvan osuutta. Ravinnon rasvoista erityisesti ns. rasvahappojen on havaittu vähentävän altistumista sydän- ja verisuonisairauksille. Lisäksi niiden uskotaan vaikuttavan aivotoimintaan sekä näkökykyyn (Ferrier et al. 1994). Lukuisissa viimeaikaisissa tutkimuksissa on havaittu, että lisäämällä rehuihin kasviöljyä tai sen raaka-ainetta voidaan tiettyjen rasvahappojen määrää munassa lisätä. Erityisesti ihmiselle välttämättömän linoleenihapon (18:30)3) määrä voidaan jopa monikymmenkertaistaa. Taulukossa 2 on vertailtu keltuaisen rasvahappokoostumusta viiden ravitsemuksen kannalta keskeisen rasvahapon osalta, kun kanoille on annettu joko normaalia perusrehua tai rehua, johon on lisätty pellavansiementä tai -öljyä. Taulukosta voidaan havaita (06/0)3 -rasvahappojen suhteen muuttuneen kaikissa näissä tutkimuksissa huomattavasti. Ihmisen ravitsemuksen kannalta optimaalisena 6/3-arvona pidetään suhdetta 5:1 kun se tällä hetkellä tyypillisessä länsimaisessa ruokavaliossa on luokkaa 25:1 (Farrell 1995). Lisäksi on merkillepantavaa, että missään näistä tutkimuksissa ei havaittu muutoksia kanojen munintaprosentissa, kuolleisuudessa eikä munien sisäisessä laadussa. Lisäksi keltuaisen kolesterolin määrän havaittiin pudonneen arvosta 1,32 % arvoon 1,18 (Kiiskinen et al. 1996). Rottakokeissa (28 päivän ruokintakoe) todettiin veren plasman kokonaiskolesterolitason olevan perusrehulla ruokittujen rottien ryhmässä noin 85 mg/100m1, kun sen pellavarikasteella todettiin olevan noin 67mg/100 ml (Jiang & Sim 1994). Rasvahappokoostumusta voidaan tehokkaasti muokata myös kalaöljyrikastetuilla rehuilla. Eikosapentaeenihappoa (EPA, 20:50)3) ja dokosaheksaeenihappoa 19
(DHA, 22:60)3) pidetään ravitsemuksellisesti erittäin arvokkaina. Niiden ongelmana on voimakas hapettumisherkkyys, joka aiheuttaa kananmunassa virhemakua sekä säilyvyysongelmia (Kiiskinen et al. 1996). Siten "0)3-munia" voitaisiin suositella ainakin sellaisille henkilöille, jotka kuuluvat sydän- ja verisuonisairauksien riskiryhmiin sekä lisäksi vastasyntyneille ja vanhuksille, joilla DHA:n ja arakidonihapon tarve on suurempi kuin muilla ryhmillä (Wellstead 1995). Japanin kananmunamarkkinoilla myytiin vuonna 1995 yli 1000 tonnia ISE Foods Incorporation -yhtiön "ISE omega- 3" -munia. Munat sisältävät 13 mg EPA:a, 200 mg DHA:ta ja 10 mg E-vitamiinia. Kahdessa japanilaisessa sairaalassa tehdyissä tutkimuksissa on selvinnyt, että syömällä yhden tällaisen munan päivässä, veren kolesterolitaso putosi 20 %. Samaan aikaan HDL-taso kohosi selvästi. Myynnin rahalliseksi arvoksi arvioitiin noin 50 miljoonaa USA:n dollaria (Wellstead 1996). 2.3.2 Munien kolesteroli Kuorimunien kulutuksen laskun ehkä merkittävimpänä syynä on pidetty munien sisältämän kolesterolin määrää. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat kuitenkin selvästi sen, että ravinnon sisältämän kolesterolin määrä ei sinällään ole suoraan yhteydessä alttiuteen sairastua sydän- ja verisuonisairauksiin. Olennaisimmaksi asiaksi on sen sijaan osoittautunut ravinnon sisältämän kolesterolin ja tiettyjen rasvahappojen keskinäiset määräsuhteet. Tältä pohjalta ongelmallisena pidetään sellaista rasvaa, joka kolesterolin ohella sisältää runsaasti tyydyttyneitä rasvahappoja, erityisesti myristiini-, lauriini- ja palmitiinihappoa. (Miksiköhän kolesterolisisältö ilmaistaan usein mg/ munassa? Onhan suuri ero, onko kolesterolia 250 mg 45 g:n munassa tai 65 g:n munassa?!) (Codoney et al. 1995). Kananmunan kolesterolin yhteyttä lisääntyneeseen sydän- ja verisuonisairausris- kiin on tutkittu runsaasti viime vuosikymmeninä. Samaan aikaan on tehty paljon kokeita, joissa on yritetty vähentää munan kolesterolin määrää kanan ruokintaa muuttamalla. Nämä yritykset eivät kuitenkaan aina ole tuottaneet kovin hyviä tuloksia: esimerkiksi suuret määrät monityydyttymättömiä rasvoja kananrehussa laskevat kanan veren kolesterolia, mutta nostavat keltuaisen kolesterolin määrää. Tämän uskotaan johtuvan siitä, että keltuainen toimii kolesterolin varastopaikkana. Sen sijaan kohtuullinen kasviöljylisäys rehussa näyttäisi vähentävän keltuaisen kolesterolin määrää. Kuvassa 5 on esitetty kanan kolesterolin biosynteesin reaktioreitti. Kuvasta voidaan havaita, että synteesissä vaikuttaa ainakin seitsemän eri geeniä. Tästä syystä myöskin jalostukselliset keinot munan kolesterolin alentamiseksi ovat rajallisia (Burley & Vadehra 1989). Lisäksi luonto pyrkii tasaamaan munan koostumuksen muutoksia: kolesteroli on olennainen osa kananmunaa ja samalla välttämätön yhdiste jälkeläistuotannossa (kolesterolia tarvitaan mm. solunseinien muodostuksessa sekä sappihappojen ja sukupuolihormonien valmistuksessa) (Washburn 1979, Jiang & Sim 1994). Jo 1970-luvulla havaittiin, että tehokkaimmin kolesterolin määrää keltuaisessa voidaan vähentää erilaisilla lääkeaineilla. Ongelmaksi muodostuvat sivuvaikutukset: muninta vähenee, syntyy haitallisia sivutuotteita ja kanan hormonitasapaino saattaa heilahdella. Sen sijaan näyttää siltä, että margariiniteollisuuden nykyisin hyödyntämä sitosteroli alentaisi keltuaisen kolesterolin määrää ilman ei-toivottuja sivuvaikutuksia (taulukko 3). 2.3.3 Vitamiinien rikastaminen kananmuniin Vitamiinit jaetaan rasvaliukoisiin A-, D-, E- ja K-vitamiineihin ja vesiliukoisiin C- ja B-vitamiineihin. Kananmuna sisältää mitattavia määriä kaikkia muita paitsi C- vitamiinia. Kaksi kananmunaa sisältää puo- 20
Asetaatti Hydroksimetyyli glutaryyli CoA (HMG CoA) 4 4- HMG CoA reduktaasi 4 geeni Melavonihappo 4 4- entsyymit 4 geenit Skualeeni 4 < entsyymit 4 geenit denaturoituminen 4 4- entsyymit 4- geenit syklisoituminen 4 4- entsyymit 0 geenit Lanosteroli 4 4- entsyymit 4 geenit metyyliryhmien irtoaminen 4 4- entsyymit 4- geenit sidosten tyydyttyminen 4 4- entsyymit 4 geenit 4 KOLESTEROLI Kuva 5. Kanan kolesterolin biosynteesi. - solukalvojen rakenneosia adrenaali- ja sukupuolihormonien esiasteita D-vitamiinin esiaste - sappihappojen esiasteita Taulukko 3. Eräiden lääkeaineiden ja sterolien vaikutus kananmunan kolesterolisisältöön (Naber 1979). Rehuun lisätty aine muutos kolesterolin määrässä (%) Triparanoli (0,5%)* 85 Sitosteroli (2,0 %) 30 Azasteroli (1,0 mg/kg) 22 Probukoli (0,25 %) 5 Etyyliparaklorofenoksi-isobutyraatti (0,1 %) +13 p-tyroksiini (0,4 mg/kg/päivä) +30 Naber (1979) muninta lakkasi let päivittäisestä B12-vitamiinitarpeesta ja yli 10 % päivittäisestä A-vitamiini-, riboflaviini-, niasiini-, folasiini- ja pantoteenihappotarpeesta (Hunton 1993). Kana ei pysty valmistamaan itse vitamiineja (Burley & Vadehra 1989), mutta kanan ravinnon koostumusta muuttelemalla voidaan vaikuttaa ainakin A-, D-, E- ja K-vitamiinien, 1312-vitamiinin, tiamiinin, riboflaviinin, foolihapon ja biotiinin määrään (Naber 1979). A-vitamiinin määrän viisinkertaistaminen rehussa kasvatti keltuaisen A-vitamiinimäärän noin kaksinkertaiseksi. "Ylimääräisen" A-vitamiinin havaittiin kertyvän kanan maksaan (Hill et al. 1961). Kun A-vitamiinia lisätään kananrehuun, tasaantuu keltuaisen sisältämän vitamiinin määrä uudelle, korkeammalle tasolle 8-10 päivässä. Keltuaisjyvästen (granuloiden) on havaittu lisäksi sisältävän suhteellisesti enemmän rasvaa, mikä saattaisi viitata vitamiinia sitovan proteiinin läsnäoloon jyväsissä (Ternes 1995). Munankeltuaisen D-vitamiinin määrän on havaittu olevan suhteellisen hyvin yhteydessä ruokintaan käytetyn rehun sisältämän vitamiinin määrän kanssa. Tästä voidaan päätellä myöskin se, että A- ja D- vitamiinien kulkeutuminen ravinnosta keltuaiseen tapahtuu kokonaan toisistaan poikkeavilla tavoilla. D-vitamiinia ei myöskään kerry kanan maksaan korkeillakaan 21
ravinnon D-vitamiinitasoilla (Burley & Vadehra 1989, Hunton 1993). E- ja K-vitamiinien rikastamista muniin on tutkittu suhteellisen vähän. Ruokittaessa kanoja (normaalidieettiin verrattuna) 20-2000 -kertaisilla E-vitamiiniannostuksilla havaittiin vitamiinin määrän kasvavan keltuaisessa hyvin nopeasti. Suurimmat pitoisuudet mitattiin noin kolmen viikon kuluttua "yliannostuksen" aloittamisesta, jonka jälkeen pitoisuudet putosivat selvästi. Osittain tämä selittynee korkean E-vitamiinipitoisuuden myrkyllisillä vaikutuksilla,,osittain vitamiinin kulkeutumis- ja imey'tyrnism' ekanismilla keltuaiseen. Runsaasti E,viiairiiinia saaneiden kanojen maksan vitairiiimpitoisuus kasvoi jonkin verran (Surai et`a.121995). K-vitamiinin lisäys rehuun näyttäisi kasvattavan vitamiinin pitoisuutta varsinkin keltuaisjyväsissä, joskin tulokset ovat osittain epäselviä (Ternes 1995). Munan vesiliukoisten vitamiinien määrät näyttävät kasvavan vain suhteellisen vähän kanan ravinnon vitamiinipitoisuuden kasvaessa. Poikkeuksen tästä säännöstä saattaa muodostaa B12-vitamiini. Syötettäessä rehua, jonka 1312-vitamiinipitoisuudet vaihtelivat 0-50 µg/g rehua, munan vastaavat pitoisuudet nousivat 0,1 11,8 µg/g. Mekanismi, jolla B12-vitamiini siirtyy rehusta munaan muistuttaa D-vitamiinin vastaavaa mekanismia ja on lisäksi täysin poikkeuksellinen muihin vesiliukoisiin vitamiineihin verrattuna (Denton et al. 1954). Korealainen Purina Korea Company markkinoi munia, joissa on vähintään 20 % enemmän D,- E- ja B12-vitamiinia kuin "tavallisissa" munissa. Korkean vitamiinipitoisuuden taataan säilyvän ainakin kolmen päivän ajan. Vastaavasti korealainen Mannawon Farm markkinoi munia, jotka sisältävät vähintään 7 mg E-vitamiinia ja 1,3 mg jodia. 2.3.4 Keltuaisen väriskaala Keltuaisen väri on eräs niistä ominaisuuksista, joita kuluttajat pitävät munan laadun mittarina (Elintarviketieto 1995). Se, mitä pidetään "optimaalisena keltaisuutena" vaihtelee pitkälti kulttuurin mukaan; Itä- Euroopassa saatetaan pitää vaaleana sellaista keltuaista, joka Keski-Euroopassa luokitellaan tummaksi tai punaiseksi. Keltuaisen väri riippuu käytännössä rehun sisältämistä väriaineista, karotenoideista. Kromatografisilla analyyseillä on havaittu vapaan luteiinin ja zeaksantiinin määrän (suhteessa 4:1) olevan hyvin yhteydessä keltuaisen väriin (Bailey & Chen 1989). Tehokkaita väriskaalan muutoksia on aikaansaatu myös kantaksantiini- ja sitranalcsantiini-rikastetuilla kananrehuilla (Huyghebaert 1993). 2.3.5 Kivennäisaineiden rikastaminen ja muut sovellukset Systemaattista kartoitusta ruokinnan vaikutuksista kananmunan kivennäisainekoostumukseen ei ole tehty. Eniten on arvioitu rehun kivennäisaineiden ja kuoren laadun välistä yhteyttä. Tehtyjen hajakokeiden perusteella munien kivennäisaineiden määrä näyttäisi olevan suorassa yhteydessä rehun koostumukseen. Lisäksi kanan iällä ja rodulla sekä jossain määrin myös tuotantoympäristöllä näyttäisi olevan vaikutusta munan kivennäisainekoostumukseen (Kuhne & Ristic 1984). Kalsiumilla on suuri merkitys erilaisissa säätelymekanismeissa. Kalsiumin määrän vähentäminen rehussa (3,0 % > 0,05 To) pudotti munien LDL-, livetiini-, ovalbumiini- ja lysotsyymipitoisuutta. Muun muassa keltuaisen kalvoissa sijaitsevan VMO I -proteiinin pitoisuudet sen sijaan kasvoivat (McCready & Roland 1973). Suomalaisten ravinnon seleenin määrään alettiin kiinnittää erityistä huomiota 1970-luvulla, kun seleenin saannin havaittiin olevan Suomessa maailman alhaisimpia. Sen vaikutuksista ihmisen terveyteen käytiin tuolloin laajaa keskustelua (Ravitsemuskertomus 1996). Seleeni lienee yksi tutkituimmista munan kivennäisaineista. Selkeästi on pystyt- 22
ty osoittamaan, että seleenin määrällä kanan ravinnossa ja munassa on selvä yhteys. Alkuaineseleenin lisääminen rehuun kasvatti seleenin määrää munan valkuaisessa tehokkaammin kuin epäorgaanisen seleniitin lisäys. Keltuaisessa havaittiin päinvastainen vaikutus (Latshaw & Osman 1975). Jodirikastettuja munia markkinoidaan ainakin Koreassa. Jodin ohella munaan kyetään rikastamaan myös mangaania. Rehun sinkin määrällä on pyritty vaikuttamaan munintalevon säätelyyn. Zeoliitin lisäyksellä on kyetty (munanlaadun muuten kärsimättä) kasvattamaan keltuaisen rautapitoisuutta merkittävästi (Stadelman & Pratt 1989). Kananmunan sisältämän raudan, sen imeytymisen ja saannin yhteys kananmunan sisältämiin rautaa sitoviin proteiineihin on ollut pitkään tutkijoiden kiinnostuksen kohteena. Lisäpontta näille tutkimuksille ovat antaneet havainnot siitä, että kananmunan fosvitiini ja ovotransferriini saattavat estää muun ruokavalioon kuuluvan raudan hyväksikäyttöä (Burley & Vadehra 1989). Muita rikastettuja tuotteita ovat ainakin niin sanotut ginseng-munat, joita tuotetaan ruoldeimalla kanoja ginseng-pitoisella rehulla (Yoo 1994). Aasiassa on perinteisesti kehitelty ainakin suomalaiseen makuun varsin erikoisia tuotteita, joissa lähtökohtana käytetään joko ankan tai kanan munaa. Tällaisia ovat esimerkiksi seuraavat: 1. Suolatut munat (Kiina). Perinteisessä menetelmässä munat kiedotaan 1-2 cm paksuiseen kääreeseen, joka koostuu ruokasuolasta, punamaasta (red soil), puuntuhkasta ja tislatulla vedellä käsitellyistä teenlehdistä. Muna upotetaan kääreessään mutaan noin kuukaudeksi ja lämpötila pidetään noin 20 C:ssa. Tämän jälkeen muna puhdistetaan ja keitetään ennen tarjoilua. Uudemmassa menetelmässä munat upotetaan viinillä maustettuun, noin 30 % suolaliuokseen, keitetään noin 15 min, ja keittoliuos jäähdytetään huoneenlämpötilaan. Munia säilytetään tässä liuoksessa 45 vuorokautta, jonka jälkeen niiden annetaan kuivua. Munat säilytetään 10 C:ssa ennen keittämistä ja tarjoilua. Maustetut kuorimunat (Kiina). Munia liotetaan liuoksessa, joka koostuu esimerkiksi 25 % ruokasuolasta, 2 % teenlehdistä (black tea) ja mausteista (neilikka, anis, pippuri, seokset). Munia keitetään noin 5 minuuttia ennen tarjoilua. Lisäksi ne voidaan savustaa keittämisen jälkeen. Munien aromi vaihtelee Kiinan eri alueilla huomattavasti. Hapatetut munat (Kiina). Munia pidetään etikan ja ruokasuolan liuoksessa kunnes munankuori pehmenee tai osittain liukenee. Tämän jälkeen muna siirretään viinin, etikan ja ruokasuolan seokseen noin 3-5 kuukaudeksi. Hapatettua munaa lämmitetään 5 minuuttia 80 C:ssa ennen tarjoilua (Yang 1994). Kuorimunien emäskäyminen (Korea). Kuorimunat, kalsiumhydroksidi tai kalsiumoksidi, teenlehdet ja mahdolliset muut mausteet yhdistetään. Käyminen (ja valkuaisen gelatinoituminen) saatetaan loppuun korkean lämpötilan avulla (Yoo 1994). 3 Kuorimunan korvikkeet (jalosteet) 3.1 Mistä on kysymys? Kuorimuna on saavuttanut keskeisen aseman monissa elintarvikkeiden valmistukseen ja käyttöön liittyvissä sovelluksissa. Useissa tapauksissa kananmunasta haluttava ominaisuus voidaan kuitenkin saada aikaan käyttämällä kananmunasta vain tiettyä osaa. Niin sanottu munavalmistepäätös (MMM 1995) määrittelee munavalmisteen elin tarvikkeeksi, joka on saatu kanojen, ankkojen, hanhien, kalkkunoiden, helmikanojen tai viiriäisten munista, taikka kyseisten mu- 23